2022-2023学年辽宁省抚顺市六校协作体高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年辽宁省抚顺市六校协作体高一（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，小车放在光滑的水平面上，将系着绳的小球向右拉开到一定的角度，然后同时放开小球和小车，不计一切摩擦，小球向左摆到最低点过程中( )
A. 小车和小球组成的系统动量守恒
B. 车的机械能守恒
C. 细绳中的拉力对小车做负功
D. 小球和车组成的系统机械能守恒
2.质量为3kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A. t=1s时物块的速率为1m/s
B. t=2s时物块的动量大小为2kg⋅m/s
C. t=3s时物块的动量大小为3kg⋅m/s
D. t=4s时物块的速度为零
3.某质点的质量m=1kg，在Oxy平面上运动。t=0时，质点位于y轴上。它在x轴方向上运动的速度与时间的关系图像如图甲所示，它在y轴方向上运动的位移与时间的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 质点做匀变速直线运动B. 质点受到的合力的大小4N
C. 第2s末，质点合力做功的功率20WD. 当t=2s时，质点的速度大小为10m/s
4.有三个质量相等、分别带正电、负电和不带电的小球A、B、C，从同一位置以相同速度v0先后水平射入竖直方向的匀强电场中，它们落在正极板的位置如图所示，则下列说法中错误的是( )
A. 小球A带正电，小球B不带电，小球C带负电
B. 三个小球在电场中运动的时间tCvc
C. 周期关系为Ta=Tc>Tb
D. 向心加速度的大小关系为aa>ac>ab
6.如图甲为呼啦圈的一种，腰带外侧带有轨道，将滑轮置于轨道内，滑轮通过一根不可伸长的绳子与配重连接，其简化模型如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，配重将在滑轮的带动下一起在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，下列说法正确的是( )
A. 增大转速的过程中，配重的加速度的大小恒定不变
B. 若以更大的转速匀速转动，则绳子上的拉力将增大
C. 若以更大的转速匀速转动，则身体对腰带的摩擦力将增大
D. 若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向的夹角将减小
7.从地面竖直向上抛出一物体，在运动过程中除受到重力外，还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力F阻的作用。距地面高度h在0至3m以内时，物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体运动过程受到的空气阻力F阻为( )
A. 0.5NB. 1NC. 1.5ND. 2N
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是( )
A. 两点电荷是同种点电荷
B. A点的电场强度比B点的大
C. 电子在A点的电势能大于B点的电势能
D. 电子运动到P点时动能最小
9.质量m=1kg的玩具电动汽车在平直的赛道上由静止启动，图像甲表示玩具车运动的速度与时间的关系，图像乙表示玩具车牵引力的功率与时间的关系。两幅图像中只有甲图2∼12s内为曲线，图像的其余部分均为直线。(设玩具车在运动过程中所受阻力不变，在12s末玩具车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是( )
A. 玩具车受到的阻力为1.5N
B. 玩具车所受的最大牵引力为1.5N
C. 2s∼12s过程中玩具车牵引力做的功为108J
D. 玩具车在做变加速运动过程中的位移大小为51m
10.如图所示，一倾角为θ=30∘的固定斜面的底端安装一轻质弹簧，P、Q两物块的质量分别为1kg和3kg，Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v0=10m/s与Q发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。Q与斜面间的动摩擦因数μ等于 33，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦。两物块均可以看作质点，P、Q两物块第一次碰撞后Q的速度在减为零后才与P发生了第二次碰撞。重力加速度大小为g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 第一次碰撞后瞬间P的速度的大小为4m/s
B. 第一次碰撞后瞬间Q的速度的大小为5m/s
C. 若斜面足够长，物块Q从A点上升的总高度H=0.8m
D. 若斜面足够长，最后一共因摩擦产生内能1507J
三、实验题：本大题共2小题，共28分。
11.某实验小组用如图所示的装置“验证向心力与线速度关系”。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直轴做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上，滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和线速度v的数据。
(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，则滑块的线速度v=______；
(2)若以F为纵坐标，以1Δt2为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条过原点的直线，从而验证向心力大小与______(选填“v”“v2”或“1v2”)成正比；
(3)此实验中，若滑块的线速度不变，改变旋转半径R，则可以得到F与R成______(填“正比”或“反比”)。
12.利用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期T=0.02s，重力加速度为g。
(1)甲同学实验时进行了如下操作，其中正确的是______(选填选项前的字母)。
A.需使用天平测出重物的质量
B.安装打点计时器时应尽量使两个限位孔在同一竖直线上
C.操作时应先接通电源然后释放纸带
D.测量纸带上某点A到第一个点间的距离h，利用v= 2gh计算A点的速度
(2)甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如图2所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出D、E、F点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，由此可计算出打点计时器打下E点时重物下落的瞬时速度vE=______m/s(结果保留两位有效数字)。用m表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式mgh2=______，则可认为重物下落过程中机械能守恒(用给出的已知物理量的符号表示)。
(3)乙同学想用图像法处理数据。他在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，进而描绘出v22−h图像。请你帮他分析确定判断的依据：要想说明机械能是守恒的，则图线应该是一条过原点的直线，且斜率等于______。
四、简答题：本大题共2小题，共26分。
13.如图所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E。在A(l2,0)点有一个质量为m，电荷量为q的粒子，以沿y轴负方向的初速度v0开始运动，经过一段时间到达B(0,−l)点，(不计重力作用)。求：
(1)粒子的初速度v0的大小；
(2)当粒子到达B点时的速度v。
14.一装置竖直截面如图所示，该装置由固定在水平地面上倾角θ=37∘的光滑直轨道AB，粗糙水平直轨道BC，竖直墙CD组成，且各处平滑连接。D右边的水平光滑地面上放有一无动力小车，并紧靠在竖直墙CD处，小车上表面与水平直轨道BC在同一水平面上。小车上表面的动摩擦因数μ=0.4、质量m=1kg，轨道BC段长度为2.5m。将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.3m处静止释放，滑块在BC段运动时的阻力为其重力的0.2倍。(sin37∘=0.6,cs37∘=0.8)求：
(1)滑块到达C点时的速度vC；
(2)滑块滑上小车后相当于小车的位移L。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、小球摆动过程中，小球和车组成的系统只受重力和支持力作用，水平方向的合力为零所以系统水平方向动量守恒，在竖直方向上只有小球有竖直方向的分速度，且分速度大小也不断变化，所以竖直方向动量不守恒，那么系统动量也不守恒，故A错误；
BCD、小球在摆动过程中，系统机械能守恒；小球摆到最低点的过程中，绳子拉力对小车做正功，小车的机械能增加，小球的机械能减小，故BC错误，D正确。
故选：D。
根据动量守恒的条件分析判断小车和小球组成的系统动量是否守恒，根据机械能守恒定律分析出系统是否机械能守恒，同时分析出小球和小车的能量变化。
本题主要考查了动量守恒定律和机械能守恒定律，熟悉相应的条件并做简单的分析即可，整体难度不大。
2.【答案】C
【解析】解：A、t1=1s内，由动量定理可得：F1t1=mv1−0，解得1s时物块的速率为：v1=23m/s，故A错误；
B、t2=2s内由动量定理可得：F1t2=p2−0，解得2s时物块的动量大小为：p2=4kg⋅m/s，故B错误；
C、由动量定理可得，3s内物块的动量变化量大小为：Δp=F1t2−F2Δt=(2×2−1×1)kg⋅m/s=3kg⋅m/s，故C正确；
D、由动量定理可得，4s内物块的动量变化量大小为：Δp=F1t2−F2t2=(2×2−1×2)kg⋅m/s=2kg⋅m/s，且有：Δp=mv−0，解得：v=23m/s，故D错误。
故选：C。
由动量定理求解1s时物块的速率和2s时物块的动量大小；由动量定理求解3s、4s内物块的动量变化量大小。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
3.【答案】D
【解析】解：A、质点在x轴上做初速度为4m/s的匀速直线运动，在y轴上做匀速直线运动，合外力方向与合速度方向不共线，质点做匀变速曲线运动，故A错误；
B、v−t图像的斜率表示加速度，则有：a=ΔvΔt=8−42m/s2=2m/s2，质点受到的合力的大小为：F=ma=1×2N=2N，故B错误；
C、t=2s时，质点沿x轴方向运动的速度大小vx=8m/s，第2s末，合力做功的功率P=Fvx=2×8W=16W，故C错误；
D、t=2s时，y轴方向的速度大小：vy=ΔyΔt=122m/s=6m/s
则合速度大小：v= vx2+vy2= 82+62m/s=10m/s，故D正确。
故选：D。
根据两图象可知：质点在x方向上做匀加速直线运动，在y方向上做匀速运动，质点运动轨迹是曲线。v−t图像的斜率表示加速度，根据牛顿第二定律求解质点受到的合力的大小；求出2s末y方向的分速度，由P=Fx求解合力的功率，然后根据平行四边形定则得出质点的速度。
此题考查了运动的合成与分解知识，解决本题的关键知道质点在x方向和y方向上的运动规律，根据平行四边形定则进行合成。
4.【答案】C
【解析】解：从极板左侧中央以相同的水平速度先后垂直地射入匀强电场的小球的运动性质为类平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向为初速度为零的匀加速运动。
AB、由图可知水平位移关系
xA>xB>xC
根据公式t=xv可得
tA>tB>tC
又由于正电荷受到的电场力方向与电场方向相同，负电荷受到的电场力方向与电场方向相反，不带电的粒子不受电场力，所以A小球受到向上的电场力，即A小球带正电，C小球带负电，B小球不带电，故AB正确；
C、C球带负电，受电场力方向向下，根据牛顿第二定律加速度为a=qE+mgm，而E=Ud，若把负极板向下移动少许d减小，由于正极板从电路中断开，电荷量Q不变，由C=QU和C=εrS4πkd知E=4πkQϵrS，故C球的加速度a不变，因h=12at2，h不变，则C球的运动时间不变，故C错误。
D、三个小球以相同的水平速度v0射入竖直方向的匀强电场，做类平抛运动，因为
h=vy2t
tA>tB>tC
落在正极板时竖直方向速度关系为
vyA